Список методов исследования в биологии
| Часть серии о |
| Биология |
|---|
 |
Этот список методов исследования в биологии представляет собой указатель статей о методологиях исследования, используемых в областях биологии различных .
План анализ и исследования
Исследования [ править ]
| Дизайн исследования | Утилита | Потенциальный анализ |
|---|---|---|
| Межгрупповой дизайн | Эксперимент, в котором участвуют две или более группы испытуемых, каждая из которых одновременно тестируется разными факторами тестирования. | t-критерий Стьюдента , дисперсионный анализ , U-критерий Манна–Уитни |
| Проектирование повторяющихся мер | Дизайн исследования , который включает в себя несколько измерений одной и той же переменной, взятых у одних и тех же или совпадающих субъектов либо в разных условиях, либо в течение двух или более периодов времени. [1] | Парный t-критерий , знаково-ранговый критерий Уилкоксона |
Графики и диаграммы [ править ]
| Анализ | Утилита | Ветвь |
|---|---|---|
| Кривые доза-реакция | показывающий величину реакции организма в График , зависимости от воздействия (или дозы ) на раздражитель или стрессор (обычно химическое вещество ) после определенного времени воздействия. [2] | Физиология |
| Электроэнцефалограмма | График, показывающий колебания напряжения, возникающие в результате ионного тока в нейронах головного мозга. [3] | Нейронаука |
| ЭКГ | График зависимости напряжения от времени электрической активности сердца [4] с помощью электродов, помещенных на кожу | Физиология |
| Манхэттенский сюжет | Используется для отображения данных с большим количеством точек данных, многие из которых имеют ненулевую амплитуду, а также с распределением значений более высокой величины. Этот график обычно используется в полногеномных исследованиях ассоциаций (GWAS) для отображения значимых SNP . [5] | Генетика |
| Родословная | Используется, чтобы показать возникновение фенотипов определенного гена или организма и его предков от одного поколения к другому. [6] [7] [8] чаще всего люди , выставочные собаки , [9] и скаковые лошади | Генетика |
| Филогенетическое дерево | Используется, чтобы показать эволюционные отношения между различными биологическими видами или другими объектами, основанные на сходстве и различиях в их физических или генетических характеристиках. | Систематика , Эволюционная биология |
| Пирамида населения | Используется для иллюстрации распределения населения ( обычно страны или региона мира) по возрастным группам и полу; он обычно образует форму пирамиды, когда население растет [10] | Популяционная экология |
| Паннетт-сквер | Используется для прогнозирования генотипов конкретного скрещивания или селекционного эксперимента. | Генетика |
анализ Статистический
| Анализ | Утилита | Тип |
|---|---|---|
| Дисперсионный анализ | Набор статистических моделей и связанных с ними процедур оценки (таких как «вариация» между группами), используемых для анализа различий между средними значениями. | Статистическая модель |
| Тест хи-квадрат | Проверка статистической гипотезы , которую можно выполнять, когда статистика теста распределена по хи-квадрату в соответствии с нулевой гипотезой , в частности, критерий хи-квадрат Пирсона и его варианты. | Статистическая проверка гипотез |
| U-тест Манна-Уитни | Статистическая проверка о нулевой гипотезы том, что для случайно выбранных значений X и Y из двух совокупностей вероятность того, что X будет больше Y , равна вероятности того, что Y будет больше X. | Непараметрическая статистика |
| Т-критерий Стьюдента | Любая проверка статистической гипотезы , в которой статистика теста соответствует Стьюдента t -распределению при нулевой гипотезе. | Параметрическая статистика |
Лабораторные методы [ править ]
| Метод | Утилита | Филиалы |
|---|---|---|
| Электрофорез в агарозном геле | Используется для разделения смешанной популяции макромолекул, таких как ДНК или белки, в матрице агарозы , одного из двух основных компонентов агара. | Биохимия , Молекулярная биология , Генетика |
| Модель животного | Используется для исследования заболеваний и расстройств у человека. Некоторые животные могут обладать человеческими чертами, например мыши , в то время как другие могут иметь черты, которые идеально подходят для исследований, например гигантский аксон кальмара. | Биохимия , Нейронауки , Физиология |
| Биологическая абляция | Используется для удаления биологической структуры или функциональности. | Генетика , Физиология |
| Визуализация кальция | Используется для оптического измерения состояния ионов кальция (Ca 2+ ) в изолированной клетке , ткани или среде | Физиология |
| Изоляция клеток | Процесс отделения отдельных живых клеток от твердого блока ткани или клеточной суспензии. | Клеточная биология |
| Центрифугирование | Использование центробежной силы для отделения частиц от раствора в зависимости от их размера, формы, плотности, вязкости среды и скорости ротора. | Клеточная биология , Биохимия |
| Редактирование генов CRISPR | Используется для модификации геномов живых организмов на основе упрощенной версии бактериальной CRISPR — Cas9 . системы противовирусной защиты | Молекулярная биология |
| секвенатор ДНК | Используется для автоматизации процесса секвенирования ДНК. | Генетика , Молекулярная биология |
| Иммуноферментный анализ (ИФА) | Используется для обнаружения присутствия лиганда ( обычно белка) в жидком образце с использованием антител, направленных против измеряемого белка. | Биохимия , Молекулярная биология |
| Джин нокаут | Используется для того, чтобы сделать один из генов организма неработоспособным («выбить» из организма). | Молекулярная биология , Генетика |
| Иммуноокрашивание | Использование метода на основе антител для обнаружения конкретного белка в образце. | Молекулярная биология , Биохимия |
| Внутриклеточная запись | Используется для измерения напряжения на клеточной мембране. | Нейронауки , Электрофизиология |
| Микрочип | Анализы (тесты) больших объемов биологического материала с использованием высокопроизводительных скрининговых миниатюрных, мультиплексных и параллельных методов обработки и обнаружения. | Генетика , Молекулярная биология |
| Микроэлектродная матрица | Устройства, содержащие несколько (десятков или тысяч) микроэлектродов, нейронные сигналы через которые получаются или доставляются , по существу служащие нейронными интерфейсами, соединяющими нейроны с электронными схемами. | Нейронаука |
| Микроскоп | Используется для исследования объектов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. | Клеточная биология |
| Молекулярное клонирование | Используется для сборки молекул рекомбинантной ДНК и управления их репликацией в организме-хозяине . [11] | Молекулярная биология |
| Нозерн-блот | Используется для изучения экспрессии генов путем обнаружения РНК (или изолированной мРНК ) в образце. [12] [13] | Молекулярная биология |
| Оптогенетика | Использует свет для управления нейронами , которые были генетически модифицированы для экспрессии светочувствительных ионных каналов. | Нейронаука |
| осциллограф | Используется для графического отображения различных напряжений сигналов , обычно в виде калиброванного двумерного графика одного или нескольких сигналов в зависимости от времени. | Нейронауки , Физиология |
| Бумажная хроматография | Используется для отделения цветных химикатов или веществ. [14] | Молекулярная биология |
| Патч-зажим | Используется для изучения ионных токов в отдельных изолированных живых клетках, срезах тканей или участках клеточной мембраны. | Электрофизиология , Нейронауки |
| Полимеразная цепная реакция (ПЦР) | Используется для быстрого создания миллионов или миллиардов копий (полных или частичных копий) определенного образца ДНК, что позволяет ученым взять очень маленький образец ДНК и амплифицировать его (или его часть) до достаточно большого количества для изучения. деталь | Генетика , Молекулярная биология |
| Перенос ядра соматической клетки | Используется для создания жизнеспособного эмбриона из клетки тела и яйцеклетки. | Биология развития |
| Южное пятно | Используется для обнаружения определенной последовательности ДНК в образцах ДНК. | Молекулярная биология |
| Тестовый крест | Используется для определения того, является ли человек гомозиготным или гетерозиготным доминантным. | Генетика |
| Зажим напряжения | Используется для измерения ионных токов через мембраны возбудимых клеток, например нейронов , при удержании мембранного напряжения на заданном уровне. [15] | Физиология , Нейронауки |
| Вестерн-блоттинг | Используемый аналитический метод в молекулярной биологии и иммуногенетике для обнаружения специфических белков в образце гомогената или экстракта ткани. | Молекулярная биология |
| Рентгеновская кристаллография | Используется для определения атомной и молекулярной структуры кристалла , в котором кристаллическая структура заставляет луч падающих рентгеновских лучей дифрагировать во многих определенных направлениях. | Структурная биология |
Полевые методы [ править ]
| Метод | Утилита | Филиалы |
|---|---|---|
| Дистанционная выборка | Используется для оценки плотности и/или численности популяций . | Экология |
| Отметить и вернуть | Используется для оценки размера популяции животных , когда подсчет каждой особи нецелесообразен. [16] | Экология |
Вычислительные инструменты [ править ]
Математические модели [ править ]
| Модель | Утилита | Филиалы |
|---|---|---|
| Экспоненциальная интеграция и запуск | Описывает компактные и эффективные в вычислительном отношении модели нелинейных импульсных нейронов с одной или двумя переменными. | Нейронаука |
| Модель ФитцХью – Нагумо | Описывает прототип возбудимой системы (например, нейрона ). | Нейронаука |
| Принцип Харди – Вайнберга | Утверждается, что частоты аллелей и генотипов в популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение в отсутствие других эволюционных влияний. | Генетика , Эволюционная биология |
| Модель Ходжкина – Хаксли | Описывает, как потенциалы действия в нейронах. возникают и распространяются | Нейронаука |
| Модель бесконечных сайтов | Позволяет рассчитывать гетерозиготность или генетическое разнообразие в конечной популяции и оценивать генетические расстояния между интересующими популяциями. [17] | Эволюционная биология |
| Логистический рост | Описывает рост населения как экспоненциальный, за которым следует снижение роста и связанный пропускной способностью из-за давления на окружающую среду. [18] | Экология |
| Lotka–Volterra equations | Описать динамику биологических систем , в которых взаимодействуют два вида: один как хищник , а другой как добыча. | Экология |
| Процесс Морана | Случайный процесс , описывающий конечные популяции | Генетика |
| Отношения вид-ареал | описывает взаимосвязь между площадью среды обитания или ее частью и количеством видов, обитающих на этой территории. | Экология |
Алгоритмы [ править ]
| Алгоритм | Утилита | Филиалы |
|---|---|---|
| Эволюционный алгоритм | Использует механизмы, вдохновленные биологической эволюцией . Кандидаты на решение задачи оптимизации играют роль особей в популяции, а функция приспособленности определяет качество решений. | Нейронаука |
Ссылки [ править ]
- ^ Салкинд, Нил Дж. (2010). Проектирование повторяющихся мер . МУДРЕЦ. дои : 10.4135/9781412961288 . ISBN 9781412961271 . Архивировано из оригинала 9 января 2019 года . Проверено 8 января 2019 г.
{{cite book}}:|website=игнорируется ( помогите ) - ^ Крамп, Канзас; Хоэл, генеральный директор; Лэнгли, Швейцария; Пето, Р. (1 сентября 1976 г.). «Фундаментальные канцерогенные процессы и их значение для оценки риска низких доз» . Исследования рака . 36 (9 Часть 1): 2973–2979. ПМИД 975067 . Архивировано из оригинала 16 февраля 2015 года . Проверено 16 марта 2024 г.
- ^ Нидермейер Э.; да Силва, Флорида (2004). Электроэнцефалография: основные принципы, клиническое применение и смежные области . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-5126-1 . [ нужна страница ]
- ^ Лилли, Леонард С., изд. (2016). Патофизиология болезней сердца: совместный проект студентов-медиков и преподавателей (шестое изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 74. ИСБН 978-1451192759 .
- ^ Гибсон, Грег (2010). «Намеки на скрытую наследственность в GWAS». Природная генетика . 42 (7): 558–560. дои : 10.1038/ng0710-558 . ПМИД 20581876 . S2CID 34546516 .
- ↑ Родословная . Архивировано 3 декабря 2013 г. в глоссарии генеалогии Wayback Machine — About.com, входящем в состав The New York Times Company.
- ^ «ПОМОЩЬ — Файл предков — Родословная» . FamilySearch.org . Архивировано из оригинала 7 февраля 2009 года . Проверено 6 апреля 2018 г.
- ^ Документирование вашей родословной. Архивировано 7 июня 2009 г. в Wayback Machine Мелоди Дайссон - GeneaSearch.com.
- ^ «Родословная AKC: как приобрести документ о происхождении вашей собаки» . Архивировано из оригинала 7 февраля 2015 г. Проверено 10 августа 2021 г.
- ^ «Демографические пирамиды мира с 1950 по 2100 годы» . PopulationPyramid.net . Архивировано из оригинала 19 апреля 2018 года . Проверено 21 апреля 2018 г.
- ^ Уотсон Джей Ди (2007). Рекомбинантная ДНК: гены и геномы: краткий курс . Сан-Франциско: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-2866-5 .
- ^ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж. Рафф М., Робертс К., Уолтер П. 2008. Молекулярная биология клетки, 5-е изд. Garland Science, Taylor & Francisco Group, Нью-Йорк, стр. 538–539.
- ^ Кевил, К.Г., Уолш, Л., Лару, Ф.С., Калогерис, Т., Гришам, М.Б., Александр, Дж.С. (1997) Улучшенный быстрый северный протокол. Биохим. и биофиз. Исследовательский комм. 238:277–279.
- ^ «Бумажная хроматография | химия» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 06.11.2021 . Проверено 1 июня 2018 г.
- ^ Новотны, доктор Томас; Леви, доктор Рафаэль (2014). «Техника зажима напряжения». В Джагере, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейронауки . Спрингер Нью-Йорк. стр. 1–5. дои : 10.1007/978-1-4614-7320-6_137-2 . ISBN 9781461473206 .
- ^ «Марк-Возврат» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2021 г. Проверено 21 июля 2021 г.
- ^ Кимура, Мотоо (1 апреля 1969 г.). «Количество гетерозиготных нуклеотидных сайтов, сохраняющихся в конечной популяции благодаря устойчивому потоку мутаций» . Генетика . 61 (4): 893–903. дои : 10.1093/генетика/61.4.893 . ISSN 0016-6731 . ПМК 1212250 . ПМИД 5364968 .
- ^ Реншоу, Эрик (1991). Моделирование биологических популяций в пространстве и времени . Издательство Кембриджского университета. стр. 6–9.
